IV3000L逆變器

IV3000L

IV3000LGF22020-10
福建省二電新能源科技有限公司           www.fj-erd.com/

銷售部:0591-83272201 

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專業(yè)從事電力直流屏系統(tǒng)與核心部件提供 ，直流屏研發(fā)生產(chǎn)銷售于一體，直流屏生產(chǎn)銷售電話：13950401334   直流屏維修 直流屏核心部件維修  直流屏升級(jí)改造 電力直流操作電源、直流屏、直流柜、壁掛電源、直流饋線屏、交直流一體化電源、電力逆變器、電力UPS電源、消防應(yīng)急EPS電源、GZDW直流屏、GZDW壁掛電源、電源監(jiān)控、充電模塊、電源模塊、電力整流模塊、電力電源。
專業(yè)維修充電模塊艾默生 英可瑞 華信通 珠海泰坦 匯業(yè)達(dá)等知名品牌充電模塊銷售/維修/改造。
 我司在電工電氣－電源行業(yè)獲得廣大客戶的認(rèn)可。公司秉承“保證一流質(zhì)量，保持一級(jí)信譽(yù)”的經(jīng)營理念，堅(jiān)持“客戶第一”的原則為廣大客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。歡迎來電洽談業(yè)務(wù)！
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GF22020-10高頻充電模塊

HD22010-3系列充電模塊是艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司生產(chǎn)的電力直流電源最主要的配置模塊,廣泛應(yīng)用于35kV到330kV的變電站電力電源中.本系列產(chǎn)品為HD22010-2系列充電模塊的優(yōu)化產(chǎn)品,其各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)于HD22010-2充電模塊. HD22010-3系列充電模塊采用自冷和風(fēng)冷相結(jié)合的散熱方式,在輕載時(shí)自冷運(yùn)行,符合電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況.模塊外形尺寸與HD22005-3充電模塊相同,因此模塊的功率密度有所增高.

艾默生充電模塊HD22020-3、HD11010-3A采用先進(jìn)的移相諧振高頻軟開關(guān)電源技術(shù)和風(fēng)冷散熱設(shè)計(jì),效率達(dá)到世界水平。采用內(nèi)置CPU集散式控制方式,工作穩(wěn)定可靠。通過CE安規(guī)、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,通過、行業(yè)產(chǎn)品型式檢驗(yàn)。

型號(hào)說明

1、艾默生直流屏充電模塊型號(hào)

ER系列充電模塊包括:ER22010/T、ER11020/T、ER22020/T、ER11040/T、ER22005/S、ER11010/S、ER4830/S、ER4850/S、ER2475/S。

HD系列充電模塊包括:HD22010-3、HD11020-3、HD22020-3、HD22005-3A、HD11010-3A。

2、HD22010-3模塊介紹

HD 220 10 - 3充電模塊  220Vdc額定輸出電壓 10A額定輸出電流

主要參數(shù)

輸入電壓:323~475V,三相三線制

功率因數(shù):≥0.92

模塊效率:≥93%

輸出直流電壓:176~286V DC/220V

88~143V DC/110V

輸出電流:110%額定輸出電流

電流輸出限流特性:10~100%額定電流可調(diào)

穩(wěn)壓精度:≤±0.5%

穩(wěn)流精度:≤±0.5%

紋波系數(shù):≤0.05%
 HD22020-2對(duì)電源品質(zhì)的要求是越來越高，設(shè)計(jì)布置也越來越完善。在重要場(chǎng)合設(shè)計(jì)中采用UPS電源、保安電源供電雙切電源或者采用雙路UPS雙切電源，使得電源的安全可靠性得到大大提高。但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)由于DCS系統(tǒng)屬于敏感電力用戶，對(duì)電源的要求很高。在實(shí)際使用中仍然存在新的問題。在供電配置上是采用雙路自動(dòng)HD22020-2切換電路，一路UPS、一路廠用電，在正常時(shí)K1、K2是合上去的，工作電源由UPS供給，如圖1所示。這種設(shè)計(jì)的問題在于把所有的負(fù)載加在一個(gè)UPS上，HD22020-2當(dāng)UPS電源故障(CI接觸器失電時(shí))時(shí)刻，才切換至廠用電，這種設(shè)計(jì)存在風(fēng)險(xiǎn)集中問題。

HD22020-2在供電配置上采用雙路自動(dòng)切換電路:一路UPS、一路廠用電，在正常時(shí)兩套同時(shí)供電的方式，如圖2所示。這種設(shè)計(jì)的問題是目前的切換接觸器本身滿足不了需要(圖2中接觸器型號(hào)為L(zhǎng)C1D65008M5)。當(dāng)供電電壓跌落現(xiàn)象發(fā)生后沒有積極采取補(bǔ)救措施，這就使得電能的質(zhì)量沒有保證，也就是說，在系統(tǒng)沖擊時(shí)，電壓跌落(C1其電壓值還沒有到接觸器失壓回位)問題已成為影響電能質(zhì)量的一個(gè)重要因素，廠用電源提供的電源有時(shí)甚至到了供電設(shè)備不能正常工作的范圍，HD22020-2電源系統(tǒng)不能提供可靠有效的供電電源。造成的后果是顯而易見的。

對(duì)于使用廠用電的供電方式，由于目前的市場(chǎng)不能提供快速通斷回差比較小接觸器，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)廠用電的質(zhì)量監(jiān)視、預(yù)防有必要措施:如采用欠壓保護(hù)切換、報(bào)警，采用第三路電源等方法。如圖3所示。
目前的DCS系統(tǒng)大都有冗余電源裝置，卡件、主控，有些服務(wù)器也有雙路電源，對(duì)沒有雙路電源控制的設(shè)備怎樣進(jìn)行呢?把握一個(gè)原則:對(duì)主輔設(shè)備、操作員站的布置進(jìn)行危險(xiǎn)分散、集中控制的原則。這里因?yàn)橄到y(tǒng)、規(guī)模不同，不再列圖所示，根據(jù)具體情況進(jìn)行合理布置。
3.2  選用在線式UPS電源HD22020-2
目前UPS電源種類繁多，價(jià)格差異較大，性能也有優(yōu)劣。對(duì)DCS系統(tǒng)選用的UPS電源一定要是在線式，即在供給UPS的電源出現(xiàn)故障時(shí)，UPS能利用本身的蓄電池保證系統(tǒng)有一定的供電時(shí)間(最小不小于30min);UPS裝置的輸出電能質(zhì)量一定要合乎要求，我們?cè)谑褂弥邪l(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)問題:磁飽和穩(wěn)壓電源用某類UPS供電后，其測(cè)量?jī)x器輸出有±0.3的擺動(dòng)。當(dāng)然選型得當(dāng)，使用雙路的UPS電源供電是比較合理的方式。
3.3  三路UPS電源方案設(shè)計(jì)
現(xiàn)在根據(jù)有關(guān)的安全要求，采用三路的UPS電源，這種好是好，但投資大，線路比較起來就復(fù)雜一些了。

4  結(jié)束語
DCS電源系統(tǒng)故障引起的損失原因多方面的，已經(jīng)引起設(shè)計(jì)院和用戶的注意與重視。應(yīng)該嚴(yán)格按照國家電力公司的反事故措施落實(shí)。從前期的設(shè)計(jì)到施工、以及后期的維護(hù)，完善，才能確保DCS供電真正做到安全可靠。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長(zhǎng)率保持為20%～30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的增長(zhǎng)速度放緩。但是，HD22020-2在中國等發(fā)展中國家PLC的增長(zhǎng)十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。

外形尺寸(高*寬*深):257mm*110mm*413mm

整機(jī)重量:≤8.5kg

環(huán)境溫度:-100C~+400C


1、艾默生直流屏充電模塊型號(hào)
ER系列充電模塊包括：ER22010/T、ER11020/T、ER22020/T、ER11040/T、ER22005/S、ER11010/S、ER4830/S、ER4850/S、ER2475/S。
HD系列充電模塊包括：HD22010-3、HD11020-3、HD22020-3、HD22005-3A、HD11010-3A。
2、HD22010-3模塊介紹
HD 220 10 - 3充電模塊  220Vdc額定輸出電壓 10A額定輸出電流
主要參數(shù)
輸入電壓：323~475V，三相三線制
功率因數(shù)：≥0.92
模塊效率：≥93%
輸出直流電壓：176~286V DC/220V
88~143V DC/110V
最大輸出電流：110%額定輸出電流
電流輸出限流特性：10~100%額定電流可調(diào)
穩(wěn)壓精度：≤±0.5%
穩(wěn)流精度：≤±0.5%
紋波系數(shù)：≤0.05%
外形尺寸(高*寬*深)：257mm*110mm*413mm
整機(jī)重量：≤8.5kg
環(huán)境溫度：-100C~+400C




☆ 內(nèi)置CPU集散式控制方式,具有通信方便,抗干擾能力強(qiáng);

☆ 測(cè)量?jī)啥魏夏鸽妷?、控母電壓及電流、兩組電池電壓及充放電電流。



☆ 提供4路擴(kuò)展測(cè)量信道,可測(cè)量系統(tǒng)擴(kuò)展設(shè)備工作參數(shù)(輸入電壓5V)。



☆ 電流測(cè)量支持霍爾電流傳感器測(cè)量和分流器測(cè)量2種測(cè)量模式。

☆ 電壓測(cè)量采用共負(fù)端直接測(cè)量,擴(kuò)展測(cè)量采用傳感器測(cè)量(要求傳感器輸出5V)。

☆ 通過RS485串行接口將檢測(cè)的信息傳送給主監(jiān)控,作為主監(jiān)控管理電源系統(tǒng)和處理故障告警的依據(jù)。



技術(shù)參數(shù)

☆ 供電電壓:80VDC-320VDC

☆ 電壓測(cè)量精度:0.1%

☆ 電流測(cè)量精度:0.5%

☆ 電壓測(cè)量:6路

☆ 電流傳感器測(cè)量:4路

☆ 電流分流器測(cè)量:3路

☆ 擴(kuò)展測(cè)量:4路

☆ 通訊口:隔離RS485通訊

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)產(chǎn)品概述:

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)采用先進(jìn)的移相諧振高頻軟開關(guān)電源技術(shù)和創(chuàng)新型的自冷/風(fēng)冷兼容散熱設(shè)計(jì),效率達(dá)到世界水平。采用內(nèi)置CPU集散式控制方式,工作穩(wěn)定可靠。通過CE安規(guī)、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,通過、行業(yè)產(chǎn)品型式檢驗(yàn)。

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)產(chǎn)品特點(diǎn):

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)三相三線輸入,三相電流平衡 

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)超寬輸入電壓范圍,適應(yīng)能力強(qiáng) 

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)獨(dú)特的缺相限功率輸出設(shè)計(jì),使用范圍更寬 

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)增加故障代碼顯示,方便故障檢查 

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)輸出電流無級(jí)限流,電池充電控制 

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)采用軟開關(guān)技術(shù),效率高,電磁兼容性好 

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)內(nèi)置CPU控制,工作穩(wěn)定可靠 

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)可帶電插拔,在線維護(hù),方便快捷 

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)高級(jí)鋁合金壓鑄模外殼,采用自然冷/風(fēng)冷兼容性設(shè)計(jì) 

美國艾默生充電模塊HD22005-3A(HD11010-3A)通過CE安規(guī)、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,符合歐盟RoHS指令,通過、行業(yè)產(chǎn)品型式檢驗(yàn)



美國艾默生充電模塊/艾默生模塊/愛默生模塊HD22005-3A(HD11010-3A)技術(shù)規(guī)范:



類別



參數(shù)名稱



HD22010-3



HD22020-3



HD11020-3



HD11040-3







試驗(yàn)電壓1000Vdc,輸入端、輸出端對(duì)外殼之間以及輸入對(duì)輸出之間的絕緣電阻>10MΩ



絕緣強(qiáng)度



輸入端、輸出端短接后,在輸入/輸出端與外殼之間施加50Hz、有效值為2000V的交流電壓1分鐘,無擊穿或飛弧現(xiàn)象



EMC



靜電放電抗擾性要求



GB/T 17626.2-1998表2 Level 3



振蕩波抗擾性要求



GB/T 17626.12-1998表2 Level 3



傳導(dǎo)輻射干擾



EN 55022 Class A



快速瞬變電脈沖群抗擾性



GB/T17626.4-1998 Level 3



浪涌抗擾性要求



GB/T17626.5-1998 Level 3



由射頻場(chǎng)感應(yīng)引起的傳導(dǎo)騷擾抗擾性要求



GB/T17626.5-1998 Level 3



工頻磁場(chǎng)抗擾性要求



GB/T17626.8-1998 Level 4



阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度



GB/T17626.10-1998 Level 4



射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度



GB/T17626.3-1998 Level 3



電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓漸變抗擾性要求



IEC61000-4-11



95% 0.5 Period       >30% 25 Period      >90% 250 Period



環(huán)境



參數(shù)



工作溫度

智能型高頻開關(guān)電源模塊與傳統(tǒng)的相控電源比較，主要技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于部標(biāo)1～2個(gè)等級(jí)以上，具有以下特點(diǎn)。
(1) 相控電源硅整流器采用1+1主從備份方式，而高頻開關(guān)電源模塊采用N+1模塊冗余并聯(lián)組合方式供電，即如果N個(gè)模塊的輸出電流能滿足充電電流需要，則采用N+1模塊平均分配，因此，可提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。個(gè)別模塊故障時(shí)，可帶電更換，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，擴(kuò)容維護(hù)方便。
(2) 可控硅整流器運(yùn)行于浮充電方式時(shí)，直流輸出的紋波系數(shù)較大，曾發(fā)生中央信號(hào)裝置誤動(dòng)作和高頻繼電保護(hù)誤發(fā)信號(hào)等事故，按部頒要求紋波系數(shù)不大于2%。另外，可控硅整流器與蓄電池并聯(lián)運(yùn)行，紋波系數(shù)較大時(shí)，若浮充電壓波動(dòng)或偏低會(huì)出現(xiàn)蓄電池脈動(dòng)充電放電現(xiàn)象，對(duì)蓄電池不利。高頻開關(guān)電源的充電裝置采用多個(gè)智能化模塊并聯(lián)組合供電，使得供電質(zhì)量和技術(shù)參數(shù)明顯提高。模塊采用準(zhǔn)諧振技術(shù)(或脈寬調(diào)制技術(shù))和電流電壓雙環(huán)控制技術(shù)，提高開關(guān)工作頻率，開通損耗小，輸出電壓的紋波系數(shù)很小，一般≤±0.1%額定電壓，進(jìn)而可防止蓄電池脈動(dòng)充電放電，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，可靠性更高。
(3) 高頻開關(guān)電源整流模塊具有內(nèi)置微處理器，是提高設(shè)備管理水平的基礎(chǔ)，在滿足直流系統(tǒng)故障信號(hào)應(yīng)盡量完善的前提下，使接線簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試快捷。除了能在面板上直接顯示輸出電流和電壓及模塊的各種運(yùn)行狀況外，還能通過監(jiān)控模塊與電力系統(tǒng)的自動(dòng)化網(wǎng)或變電工區(qū)直流班監(jiān)控系統(tǒng)通信，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和對(duì)模塊各項(xiàng)操作，實(shí)現(xiàn)四遙功能。傳統(tǒng)的直流電源一般在屏柜上裝設(shè)電流、電壓表和其它專用裝置對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，且這些測(cè)量值不能經(jīng)通信口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視(微機(jī)型除外) 。即使有遙測(cè)，也是采用直流采樣方式，采樣點(diǎn)不多，對(duì)反映各種運(yùn)行狀況的信號(hào)也以接點(diǎn)方式接至光字牌或遙信屏，因此，接線繁瑣，自動(dòng)化程度低，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能的難度較大。
(4) 按部頒要求，充電時(shí)穩(wěn)流精度誤差≤±5%，浮充電時(shí)穩(wěn)壓精度誤差≤±2%。而高頻開關(guān)電源穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度更高，其誤差一般≤±0.5%，可避免對(duì)蓄電池過充、欠充，保證蓄電池運(yùn)行在最佳狀態(tài)。閥控式電池容量大、維護(hù)量小、放電倍率低，適用于大容量的直流電源。從原理性能看，高頻開關(guān)模塊適合與閥控式電池配套使用。
(5) 高頻開關(guān)電源模塊整流模塊具有并聯(lián)運(yùn)行方式下自動(dòng)均流功能。同時(shí)，設(shè)有過流、過壓及瞬時(shí)短路保護(hù)，安全可靠的防雷措施，能有效地承受輸出短路沖擊。另外，采取多重有效措施，防止高頻電源及諧波對(duì)交流電網(wǎng)側(cè)的干擾。
(6) 高頻開關(guān)電源綜合轉(zhuǎn)換效率高，多數(shù)廠家的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%以上，而相控電源轉(zhuǎn)換效率一般只有60%～80%。



-10℃~40℃



儲(chǔ)存溫度



-25℃~55℃



相對(duì)濕度

    根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，新能源汽車產(chǎn)銷量增長(zhǎng)趨勢(shì)，穩(wěn)重有進(jìn)，增速放緩。對(duì)于這樣的增長(zhǎng)趨勢(shì)，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)許艷華表示，較緩慢的增長(zhǎng)可能會(huì)持續(xù)到6月份。

    上半年，是國家的政策出臺(tái)比較密集的階段，包括車企也在根據(jù)政策調(diào)整新能源汽車目錄，因此到現(xiàn)在也沒有更新完畢，很多車賣出去是拿不到補(bǔ)貼的，因而銷售并沒有很理想。

    作為相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的充電樁銷售也是如此，秦貴鎖向我們介紹到：“對(duì)于充電樁行業(yè)來說每年都有一個(gè)同樣的現(xiàn)象，那就是1-6月份幾乎每一個(gè)相關(guān)企業(yè)的業(yè)績(jī)都不是太理想。盡管，科士達(dá)比去年同期增長(zhǎng)了30%多，但是離整年的目標(biāo)還差一大截?！?br />
    他表示“我們預(yù)期充電樁銷售從7月份開始進(jìn)入爆發(fā)期，因?yàn)閯傔M(jìn)入6月份訂單馬上就開始增多，以往年的經(jīng)驗(yàn)，每年最高接單量是8--9月份?！?br />
    政策漸穩(wěn) 企業(yè)進(jìn)入發(fā)力期

    一般新興的行業(yè)，只能靠一些政策來拉動(dòng)市場(chǎng)，還沒有形成以市場(chǎng)為導(dǎo)向，每一年的上半年是政策發(fā)布的密集期，包括車補(bǔ)、新能源汽車的目錄、充電站建設(shè)的補(bǔ)貼，還有每一個(gè)省、市對(duì)新能源汽車發(fā)展的規(guī)劃，都會(huì)選擇上半年發(fā)布，規(guī)劃沒有出來，大家都在持觀望態(tài)度。

    秦貴鎖告訴我們的記者，今年科士達(dá)的銷售增長(zhǎng)點(diǎn)幾乎都來自于充電樁模塊，從去年開始，科士達(dá)的模塊開始進(jìn)行單獨(dú)銷售，因?yàn)閲鴥?nèi)現(xiàn)在有300多家的整機(jī)廠，其中有核心技術(shù)的沒有幾家，但是市場(chǎng)需求大，所以科士達(dá)的模塊在現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)有5、6萬個(gè)在市場(chǎng)上運(yùn)行，市場(chǎng)占有率也是相當(dāng)?shù)母?，并且穩(wěn)定性也非常好。

工頻機(jī)結(jié)構(gòu)UPS技術(shù)出現(xiàn)在上世紀(jì)70年代，因其整流工作頻率與電網(wǎng)頻率一致而得名。受制于當(dāng)時(shí)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，逆變器中IGBT器件耐壓只能做到600V，故母線電壓受限，逆變器輸出電壓不能做到380V；而且工頻機(jī)逆變器是全橋電路，輸出為三相火線，無法滿足單相IT負(fù)載和三相四線制負(fù)載的需求，必須進(jìn)行Δ-Y轉(zhuǎn)換。為解決這些問題，廠家在工頻機(jī)逆變器輸出端加入了變壓器用于升壓和產(chǎn)生中線，以使輸出電壓滿足負(fù)載的要求，這便是工頻機(jī)內(nèi)置變壓器的真實(shí)目的。圖-1所示為工頻機(jī)的典型拓?fù)洹?br />


圖-1 工頻機(jī)典型拓?fù)?br />
而到上世紀(jì)90年代，第三代溝槽型IGBT面世，其耐壓能力提升至1200V，促使了UPS技術(shù)的革新。通過整流側(cè)高頻升壓電路將母線電壓提升至700V左右，逆變器輸出電壓可以做到380V，輸出變壓器得以取消。而這種整流逆變電路都工作在高頻（幾kHz以上）且沒有輸出變壓器的UPS就被稱為高頻UPS。圖-2所示為一典型的高頻機(jī)拓?fù)洹?br />


圖-2 高頻機(jī)典型拓?fù)?br />
二、高頻UPS與工頻UPS的對(duì)比

1.工頻機(jī)輸入功率因數(shù)低、諧波高

工頻機(jī)UPS采用可控硅半控整流，6脈沖整流UPS輸入功率因數(shù)低于0.7，諧波高達(dá)30%；12脈沖整流UPS輸入功率因數(shù)最高僅為0.8，諧波高達(dá)15%，即使加上諧波處理措施，功率因數(shù)最高也只能改善至0.95。相比之下，高頻機(jī)采用IGBT-PFC全控整流，輸入功率因數(shù)業(yè)界均可做到0.99，諧波電流小于3%。嚴(yán)重的諧波污染不僅可能干擾其他設(shè)備無法工作、使控制與保護(hù)器件誤動(dòng)作外，而且直接導(dǎo)致投資大幅增加：客戶需要購買額外的諧波處理設(shè)備降低諧波；如果前端接柴油發(fā)電機(jī)備電，發(fā)電機(jī)的容量要配置為UPS容量的2-3倍，同時(shí)前級(jí)配電器件、線纜等均需要提升20%左右，而高頻機(jī)只需前端發(fā)電機(jī)容量配置為UPS容量的1.2-1.5倍即可，配電容量和UPS容量保持一致或略高。

2.工頻機(jī)功耗大

有三個(gè)因素導(dǎo)致工頻UPS效率低于高頻UPS。一是工頻UPS整流為降壓拓?fù)?，器件工作電流大，無論是內(nèi)部線路無論是線性損耗還是平方損耗都比高頻機(jī)高；二是因輸出需要升壓的原因工頻機(jī)比高頻機(jī)多內(nèi)置一個(gè)輸出變壓器，致使工頻機(jī)效率下降2%-3%左右；三是在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高輸入功率因數(shù)至0.95以上，并降低其注入電網(wǎng)的諧波污染，工頻機(jī)還要外置一個(gè)5次或11次諧波濾波器，效率將再次下降2%-3%。據(jù)英國某運(yùn)營商與西班牙某運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，工頻UPS的效率一般在85%左右，相比高頻92%左右的運(yùn)行效率和模塊化96%左右的運(yùn)行效率，導(dǎo)致大量的能量損失。以400kW負(fù)載為例，工頻機(jī)將比高頻機(jī)年多耗電41萬度，比模塊化年多耗電近58萬度。除此之外，工頻UPS還有高諧波、低功率因數(shù)等導(dǎo)致配電線纜損耗增大等問題。

3.工頻機(jī)體積大、重量重

因?yàn)楣ゎl機(jī)采用低頻器件且配置輸出變壓器，致使UPS體積重量大大增加。以某品牌400kVA工頻機(jī)和高頻機(jī)對(duì)比，工頻機(jī)重量是高頻機(jī)的2.2倍，體積是高頻機(jī)的1.5倍，在實(shí)際運(yùn)輸中可能存在機(jī)房門或者走道偏小、電梯載重不夠、樓層承重不足等問題，有些情況下甚至需要用吊車裝卸，然后破墻而入來安裝工頻UPS，大大增加了運(yùn)輸時(shí)間及成本。

4.工頻機(jī)相比高頻機(jī)在可靠性方面并無優(yōu)勢(shì)

工頻機(jī)和高頻機(jī)的主要差異體現(xiàn)在整流器和變壓器上。工頻機(jī)整流器采用SCR器件，電壓應(yīng)力小，電流應(yīng)力大，高頻機(jī)主要采用IGBT器件，電流應(yīng)力小，電壓應(yīng)力大。SCR與IGBT目前均為成熟器件，只要應(yīng)用得當(dāng)，可靠性并不會(huì)有差異。事實(shí)上，工頻機(jī)的逆變部分也是使用IGBT，并沒有因此而降低工頻機(jī)的可靠性，也沒有證據(jù)證明逆變器是工頻機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)。從拓?fù)渖现v，工頻機(jī)用的是相控整流+全橋逆變，高頻機(jī)一般采用高頻整流+半橋逆變。這些拓?fù)渚鶠殡娏﹄娮蛹夹g(shù)上非常常用的拓?fù)?，并不存在誰原理上更可靠的問題，其可靠度取決于設(shè)計(jì)的水平。

而對(duì)于變壓器，業(yè)界經(jīng)?？梢月牭狡浜芏嗨^的優(yōu)點(diǎn)，比如抗沖擊能力強(qiáng)、降低零地電壓等，然而真的是這樣嗎？

第一，過載能力強(qiáng)，抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)。過載能力是IEC62040-3中要求標(biāo)稱的關(guān)鍵指標(biāo)之一，其強(qiáng)弱可通過實(shí)際數(shù)據(jù)來衡量。表-1所示為同一廠商的工頻機(jī)與高頻機(jī)過載能力，由表-1可知，兩類機(jī)型過載能力并沒有區(qū)別。

表-1 某廠商工頻機(jī)與高頻機(jī)過載能力對(duì)比


輸出變壓器并不會(huì)增強(qiáng)工頻機(jī)的抗沖擊能力，對(duì)于變壓器可以增強(qiáng)抗沖擊能力的想象來源于變壓器的電感特性，電感平滑電流的能力在負(fù)載電流激增時(shí)可以平滑電流波形延緩電流沖擊。但實(shí)際上電感平滑電流的能力與其本身感量成正比。工頻機(jī)輸出變壓器變比小，變壓器輸出繞組的勵(lì)磁電感也不會(huì)太大，在大電流沖擊下極易飽和，很難對(duì)逆變器的沖擊有明顯的緩沖作用。而按照傳統(tǒng)變壓器傳遞能量的特點(diǎn)與磁性器件原理分析，當(dāng)后級(jí)負(fù)載也就是變壓器輸出側(cè)出現(xiàn)能量沖擊時(shí)，在變壓器能量傳遞能力達(dá)到飽和上限之前，后端的尖峰勵(lì)磁電流會(huì)直接反射到前端對(duì)UPS的IGBT產(chǎn)生沖擊，并且由于變壓器的變比問題前端所受到的沖擊電流會(huì)比輸出端更大，同時(shí)造成的損害也更為嚴(yán)重。而且，工頻系統(tǒng)由于變壓器的磁滯特性，難以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)后級(jí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。當(dāng)變壓器后端出現(xiàn)突變并反饋到前級(jí)時(shí)，系統(tǒng)采取相關(guān)動(dòng)作較無變壓器的高頻機(jī)來說會(huì)延遲幾十甚至幾百個(gè)ms，此時(shí)流過IGBT的沖擊電流已經(jīng)足夠損壞UPS甚至引發(fā)火災(zāi)。

第二，在逆變器IGBT管直通故障時(shí)隔斷直流危險(xiǎn)電壓。工頻機(jī)變壓器確實(shí)可以避免直流傳遞至副邊，但高頻機(jī)通過快速檢測(cè)與保護(hù)措施一樣可以避免直流危險(xiǎn)電壓對(duì)負(fù)載造成危害。當(dāng)高頻機(jī)逆變某IGBT出現(xiàn)直通故障時(shí)，UPS控制器可立即檢測(cè)輸出電流異常，并通過整流單元關(guān)機(jī)及輸出端口熔絲保護(hù)等措施快速隔斷直流危險(xiǎn)電壓到輸出端口的路徑。在保護(hù)過程中，輸出到負(fù)載端口的電壓約為持續(xù)幾個(gè)ms的400V直流。對(duì)于使用開關(guān)電源供電的IT負(fù)載來說，其輸入允許電壓可以達(dá)到276Vac，整流之后電壓也在400Vdc左右，器件選型等均依據(jù)母線電壓選型。此時(shí)輸入端口的400Vdc不會(huì)超出器件耐受范圍，不可能對(duì)設(shè)備造成傷害。而對(duì)于工頻機(jī)而言，其原邊加載直流電壓，將導(dǎo)致電流急劇增大，溫度快速上升，可能引發(fā)火災(zāi)等更嚴(yán)重故障。

第三，可以降低零地電壓。許多服務(wù)器等設(shè)備都有零地電壓的要求，盡管這樣設(shè)計(jì)的原因已無法考證，因?yàn)閺睦碚撋蟻碚f零地電壓的大小并不會(huì)影響IT設(shè)備的正常工作。在數(shù)據(jù)中心中，IT設(shè)備只允許使用TN-S或TN-C-S供電制式，那么IT設(shè)備輸入端口的零地電壓主要由零線接地點(diǎn)(TN-S系統(tǒng))或零線與地線分離點(diǎn)(TN-C-S系統(tǒng))至IT輸入端口的零線阻抗與零線電流及系統(tǒng)中三次諧波電流決定。在相同的系統(tǒng)中，無論是工頻機(jī)還是高頻機(jī)均不會(huì)影響零線阻抗，而零線電流及三次諧波電流主要是與三相負(fù)載配置與負(fù)載特性有關(guān)，即UPS的類型不會(huì)對(duì)于零地電壓不會(huì)有明顯的影響。真正決定零地電壓的是配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。如果需要改善零地電壓，最好是從配電系統(tǒng)入手，著手減少線路阻抗與零線電流。減少線路阻抗最有效的方式即在負(fù)載的列頭柜內(nèi)置隔離變壓器。需要注意的是在應(yīng)用時(shí)有將工頻機(jī)變壓器副邊直接接地的做法，這是一種不規(guī)范的做法。工頻機(jī)變壓器N線并未隔離，對(duì)于TN-S系統(tǒng)和N與PE已經(jīng)分開的TN-C-S系統(tǒng)，N線重新接地也將導(dǎo)致PE線有電流流過，可能干擾設(shè)備正常工作。國標(biāo)還是IEC標(biāo)準(zhǔn)均不允許此種不規(guī)范做法。

而第四，工頻UPS的變壓器可以起到隔離作用，可以保障人身安全。為了保障主旁平穩(wěn)切換，工頻UPS輸出N線由旁路引入，也即工頻機(jī)的變壓器并不能起到電氣隔離作用，也不能重新接地。在需要隔離場(chǎng)合的場(chǎng)景，即使使用工頻UPS，其旁路也必須加一變壓器用于隔離N線，以實(shí)現(xiàn)真正的隔離。

實(shí)際上，變壓器的設(shè)計(jì)反而增大了環(huán)流的風(fēng)險(xiǎn)。圖-3所示為兩類機(jī)型的環(huán)流路徑。工頻機(jī)UPS的并聯(lián)就是變壓器的直接并聯(lián)，整條回路上沒有器件限制，電壓的偏差很容易產(chǎn)生環(huán)流。而高頻機(jī)的環(huán)流路徑上具備多個(gè)二極管，小于2V的電壓差根本形不成環(huán)流。


    新能源汽車發(fā)展的優(yōu)、劣勢(shì)

    隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各項(xiàng)規(guī)劃與政策不斷落實(shí)，市場(chǎng)化發(fā)展的春風(fēng)正撲面而來。與傳統(tǒng)燃油車相比，新能源汽車有優(yōu)勢(shì)也有劣勢(shì)。

    它的優(yōu)勢(shì)是，成本比較低，如果用燃油車，每公里的成本是5毛錢，但是新能源汽車充電時(shí)每公里1毛錢不到，用車成本比較低，不用擔(dān)心燒油的成本問題；第二個(gè)就是全國各大城市有一些限購、限行政策，比如在深圳新能源汽車可以走公交車道，這都是一些對(duì)于鼓勵(lì)人們購買新能源汽車的欲望。

    同時(shí)，它還面臨一些瓶頸?；A(chǔ)設(shè)施的不完善也是我國新能源車的痛點(diǎn)之一，能源局提出的《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》指出，到2020年國內(nèi)充電樁達(dá)到450萬個(gè)。而國家能源局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2016年10月末，我國公用電動(dòng)汽車充電樁僅10.7萬個(gè)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到新能源汽車普及所需求的充電樁數(shù)量，而且當(dāng)前建設(shè)的充電樁由于各種原因，分布極其不合理，過于分散，根本不能規(guī)避新能源汽車?yán)锍贪霃絾栴}。如果這種狀況不能改善，那就必須增加車輛續(xù)航里程，而增加續(xù)航里程則加大了，必然導(dǎo)致成本的增加。再者因?yàn)橘I了車之后，在自己的小區(qū)內(nèi)充電樁安裝用電、用地也是問題，這也是很多車主的一個(gè)顧慮。



≤95%



大氣壓力



70~106kPa



機(jī)械



參數(shù)



尺寸(長(zhǎng)×寬×高)



(單位:mm)



413×110×257



466×139×288



413×110×257



466×139×288



重量



8kg



15kg



8kg



15kg



冷卻方式



自然冷和風(fēng)冷結(jié)合,防塵設(shè)計(jì)

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